Основные проявления повреждения клетки

Дистрофии. Под дистрофиями (от греч. dys – нарушение, расстройство, trophe – питание) понимают нарушения обмена веществ в клетках и тканях, сопровождающиеся расстройствами их функций, пластических проявлений, а также структурными изменениями, ведущими к нарушению их жизнедеятельности. Основными механизмами дистрофий являются:

- синтез аномальных веществ в клетке, например, белково-полисахаридного комплекса амилоида;

- избыточная трансформация одних соединений в другие, например, жиров и углеводов в белки, углеводов в жиры;

- декомпозиция (фанероз) – нарушения ультраструктуры (физико-химических свойств мембран клеток), например, белково-липидных комплексов мембран;

- инфильтрация клеток и межклеточного вещества органическими и неорганическими соединениями, например, холестерином и его эфирами стенок артерий при атеросклерозе;

- клеточная энзимопатия, вызывающая состояние дисметаболизма.

К числу основных клеточных дистрофий относят белковые (диспротеинозы), жировые (липидозы), углеводные и минеральные.

Дисплазии (от греч. dys – нарушение, расстройство, plaseo – образую) представляют собой нарушение процесса развития клеток, проявляющееся стойким изменением их структуры и функции, что ведет к расстройству их жизнедеятельности. Причиной дисплазии является повреждение генома клетки. Именно это обусловливает стойкие и, как правило, наследуемые от клетки к клетке изменения, в отличие от дистрофий, которые нередко носят временный, обратимый характер и могут устраниться при прекращении действия причинного фактора.

Основным механизмом дисплазии является расстройство процесса дифференцировки, который заключается в формировании структурной и функциональной специализации клетки. Структурными признаками дисплазии являются изменения величины и формы клеток, их ядер и других органелл, числа и строения хромосом. Как правило, клетки увеличены в размерах, имеют неправильную, причудливую форму («клетки-монстры»), соотношение различных органелл в них диспропорционально. Нередко в таких клетках обнаруживаются различные включения, признаки дистрофических процессов. В качестве примеров дисплазии клеток можно назвать образование мегалобластов при пернициозной анемии, серповидных эритроцитов при патологии гемоглобина, многоядерных гигантских клеток при нейрофиброматозе Реклингхаузена. Клеточные дисплазии являются одним из проявлений атипизма опухолевых клеток.

Изменение структуры и функций клеточных органелл при повреждении клетки. Повреждение клетки характеризуется большим или меньшим нарушением структуры и функции всех ее компонентов. Однако при действии различных патогенных факторов могут преобладать признаки повреждения тех или иных органелл.

При действии патогенных факторов отмечается уменьшение числа митохондрий по отношению к общей массе клетки. Стереотипными для действия большинства повреждающих факторов изменениями отдельных митохондрий является уменьшение или увеличение их размеров и формы. Многие патогенные воздействия на клетку (гипоксия, эндо- и экзогенные токсические агенты, в том числе лекарственные препараты при их передозировке, ИИ, изменение осмотического давления) сопровождаются набуханием и вакуолизацией митохондрий (рис. 4), что может привести к разрыву их мембраны, увеличению или уменьшению числа крист (рис. 5), их фрагментации и гомогенизации крист. Нарушение структуры митохондрий приводит к существенному подавлению процесса дыхания в них и образования АТФ, а также к дисбалансу ионов внутри клетки.

А б

а – митохондрии в норме; б – набухание и вакуолизация митохондрий

А б

Рисунок 5. Изменение количества крист на внутренней мембране митохондрии при повреждении

а – увеличение числа крист митохондрий; б – уменьшение числа крист митохондрий

При патогенных воздействиях, сопровождающихся разрывами мембран лизосом, высвобождение и активация ферментов лизосом может привести к «самоперевариванию» (аутолизу) клетки (рис. 6).

Рисунок 6. Изменения структуры лизосом при вовреждении клетки

а – лизосома в норме; б – разрыв мембраны лизосомы

При действии повреждающих факторов имеет место разрушение группировок субъединиц рибосом (полисом), уменьшение числа рибосом, отрыв органелл от внутриклеточных мембран. Эти изменения сопровождаются снижением интенсивности процесса синтеза белка в клетке. Повреждение эндоплазматической сети и аппарата Гольджи сопровождается расширением канальцев сети, вплоть до образования крупных вакуолей и цистерн вследствие накопления в них жидкости (рис. 7). Имеет место очаговая деструкция мембран канальцев сети, их фрагментация.

Рисунок 7. Изменения структуры аппарата Гольджи при повреждении клетки

а - аппарат Гольджи в норме; б - вакуолизация аппарата Гольджи

Повреждение ядра сочетается с изменением его формы, конденсацией хроматина по периферии ядра (маргинация хроматина), нарушением двуконтурности или разрывами ядерной оболочки. Действие на клетку повреждающих факторов может обусловливать уменьшение или увеличение содержания в цитоплазме жидкости, протеолиз или коагуляцию белка, образование «включений», не встречающихся в норме. Изменение состояния цитоплазмы, в свою очередь, существенно влияет на процессы метаболизма, протекающие в ней, в связи с тем, что многие ферменты (например, гликолиза) находятся в клеточном матриксе, на функцию органелл, на процессы восприятия регулирующих и других влияний на клетку.

Некроз (от греч. necros – мертвый) – гибель клеток и тканей, сопровождающаяся необратимым прекращением их жизнедеятельности. Некроз нередко является завершающим этапом дистрофий, дисплазий, а также следствием прямого действия повреждающих факторов значительной силы. Изменения, предшествующие некрозу, называют некробиозом или патобиозом. По И.В. Давыдовскому некробиоз – это процесс отмирания клеток. Примерами патобиоза могут служить процессы омертвления тканей при нейротрофических расстройствах в результате денервации тканей, вследствие длительной венозной гиперемии или ишемии. Некробиотические процессы протекают и в норме, являясь завершающим этапом жизненного цикла многих клеток. Большинство погибших клеток подвергаются аутолизу, т.е. саморазрушению структур. Основным механизмом аутолиза является гидролиз компонентов клеток и межклеточного вещества под влиянием ферментов лизосом. Этому способствует развитие ацидоза в поврежденных клетках. В процессе лизиса поврежденных клеток могут принимать участие и другие клетки – фагоциты, а также микроорганизмы. В отличие от аутолитического механизма последний называют гетеролитическим. Таким образом, лизис некротизированных клеток (некролиз) может обеспечиваться ауто- и гетеролитическими процессами.